Сингапурын Наньянгийн технологийн их сургуулийн эрдэмтэд хүний биед нэвтэрч, зөөлөн болон жигд бус эдийн гадаргуугаар хөдөлж чаддаг үрийн хэмжээтэй микроробот бүтээжээ. Уг төхөөрөмжийг утасгүй соронзон орны тусламжтай удирдах боломжтой бөгөөд энэ нь өндөр нарийвчлалтай, бага зүслэгтэй мэс заслын шинэ үеийг нээж болзошгүй байна.
4.4 мм хэмжээтэй төхөөрөмж таван үүрэг гүйцэтгэнэ
Ердөө 4.4 мм урттай энэхүү жижиг төхөөрөмж биологийн эдийг зүсэх, эм хүргэх, дээж барьж тогтоох, шинжилгээнд зориулан эд цуглуулах, мөн биеийн тодорхой хэсгийг орон нутгийн хэмжээнд халаах зэрэг таван өөр үйлдэл хийх чадвартай.
Үйлдлийн горим хооронд шилжих хугацаа нэг секундээс бага учраас ирээдүйн эмнэлгийн хэрэглээнд маш уян хатан систем болох боломжтой гэж судлаачид үзэж байна.
Судалгааг NTU-ийн Механик болон агаар-сансрын инженерийн сургуулийн дэд профессор Лум Гуо Жан удирдсан бөгөөд ажлын үр дүнг Advanced Materials сэтгүүлд нийтэлжээ.
“Ухаалаг” микроробот хэрхэн ажилладаг вэ
Төхөөрөмжийг лабораторийн ороомгуудаас үүсгэх сул соронзон орны тусламжтай удирддаг. Роботын дотор зөөлөн робот техникт өргөн ашиглагддаг PDMS болон Ecoflex зэрэг уян силикон материал ашигласан байна.
Эдгээр материалд ойролцоогоор 5 микрометр хэмжээтэй соронзон бичил хэсгүүд суулгажээ. Гол шинэчлэл нь роботын өөр өөр хэсэг соронзон оронд тус тусдаа хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай болсон явдал юм.
Ингэснээр зөвхөн шаардлагатай хэрэгслийг идэвхжүүлэх боломжтой. Жишээлбэл, эд зүсэх микролезвие эсвэл дээж барих механизмыг ажиллуулах үед бусад хэсгүүд хөдөлгөөнгүй хэвээр үлдэнэ. Энэ нь соронзон микророботуудын нэг том асуудлыг шийдэж байна. Учир нь ихэнх тохиолдолд соронзон орон бүх төхөөрөмжид зэрэг нөлөөлдөг байжээ.
Нэг робот олон үйлдэлтэй мэс заслын платформ болж байна
Системийн төв хэсэгт янз бүрийн чиглэлд дахин соронзжуулах боломжтой соронзон модуль байрладаг. Чиглэл бүр нь тусдаа үйлдлийг идэвхжүүлдэг тул нэг жижиг төхөөрөмж олон үйлдэлтэй мэс заслын платформ болж хувирч байна.
Мөн робот өөрийн тэнхлэгийг тойрон эргэх зургаа дахь төрлийн хөдөлгөөнтэй. Энэ нь түүнд нэмэлт маневр хийх боломж олгож, хүний биеийн нарийн төвөгтэй анатомийн бүтэц дотор илүү нарийн байрлал эзлэхэд тусална.
Биологийн эд дээр туршжээ
Лабораторийн нөхцөлд микророботыг тахианы элэг болон хүний зөөлөн эдийг дуурайлгасан гелэн материал дээр туршсан байна. Туршилтын үеэр төхөөрөмж эдийг амжилттай зүсэж, эмийн бодисыг дуурайсан жижиг хэсгүүдийг хүргэж, дээж барьж, мөн хувьсах соронзон орны нөлөөгөөр орон нутгийн дулаан үүсгэж чаджээ.
Судлаачид дулааны нөлөөг тусгайлан шалгасан байна. Өндөр давтамжийн соронзон орны үед роботын соронзон бүрэлдэхүүн хэсгүүд халж байсан бөгөөд энэ нь соронзон гипертерми гэх аргаар хавдрын эмчилгээ хийх судалгаанд ашиглагдаж магадгүй гэж үзэж байна.
Хоруу чанар бага болохыг лабораторид баталжээ
Төхөөрөмжийн материалын био нийцтэй байдлыг мөн шалгасан байна. Туршилтаар хүний арьсны эсүүдийн 99 гаруй хувь нь роботын материалтай харьцсаны дараа амьдрах чадвараа хадгалжээ.
Энэ нь лабораторийн нөхцөлд уг материалын хоруу чанар бага байж болохыг харуулж байна. Гэхдээ эмнэлгийн бодит хэрэглээнд нэвтрүүлэхийн өмнө илүү олон шатны туршилт шаардлагатай хэвээр юм.
Ирээдүйн эмчилгээнд ямар боломж нээх вэ
Зохион бүтээгчдийн үзэж байгаагаар ийм микророботууд ирээдүйд эмч нарт хүний биеийн гүнд том зүсэлт хийхгүйгээр, уламжлалт мэс заслын том багаж ашиглахгүйгээр нарийн төвөгтэй ажилбар хийх боломж олгож магадгүй байна.
Одоогоор судалгааны баг уг технологийг эмнэлгийн дүрслэлийн системтэй нэгтгэх, мөн эрхтний илүү бодит загвар дээр турших чиглэлээр ажиллаж байна. Мөн төхөөрөмжийг бодит клиник ажилбаруудад хэрхэн ашиглаж болохыг тодорхойлохын тулд мэс засалчидтай хамтран ажиллажээ.
Мэс заслын гэмтлийг багасгах шинэ үеийн технологи
Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар соронзон орноор удирддаг ийм төрлийн микророботууд ирээдүйд интервенцийн анагаах ухааны хандлагыг өөрчилж магадгүй. Тэд мэс заслын гэмтлийг бууруулж, эмчилгээний нарийвчлалыг нэмэгдүүлж, зөвхөн шаардлагатай хэсэгт чиглэсэн ажилбар хийх боломжийг өргөжүүлэх юм.
Энэхүү төсөл долоон жилийн турш NTU, A*STAR агентлаг болон NHG группийн дэмжлэгтэйгээр хөгжүүлэгдсэн байна. Судлаачид технологийн шинэчлэлээ NTU-ийн инновацын компани болох NTUitive-ээр дамжуулан хамгаалуулах хүсэлтээ аль хэдийн гаргажээ.
